复杂网络上的交通动力学研究

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bj20089
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以TCP/IP为基础的通信网络在过去的二十年中取得了巨大的发展,网络规模和用户数量都呈爆炸式的增长。随着网络应用的不断深入,人类已经进入了一个以网络为基础的信息时代。拥塞是一种无法完全避免的基本网络现象,严重的拥塞会造成传输时延,传输速率和吞吐量等性能指标的恶化。所以如何缓解拥塞,提高通信网络通信能力(亦即网络吞吐量)已成为复杂网络交通动力学研究的重要课题。通常网络通信能力受几个因素影响:路由策略,节点通信能力和网络拓扑结构。而且当大量信息涌入网络时,有限的内存也会对网络阻塞产生重要影响。现在通信网络中最基本的路由策略是以最快传输为目标,也就是说它是基于从源地址到目的地的估计最短路径。Internet和其它一些通信网络采用这种基本路由策略,并正常可靠的运行,但是这种基本路由策略在遇到网络通信拥塞时,通信效率会快速下降。因此第三章介绍一种新的路由策略,它引入局域交通负载信息(邻居节点的负载信息)。新算法部分克服了基本路由算法的缺点,但是它并没有考虑邻居节点到目的地节点的负载情况。第四章利用通信的历史信息对这一点进行改进。BA无标度网络的仿真结果显示,改进后的算法不但提高了网络的通信能力,而且增强了算法对于网络链路随机故障的适应能力。第五章,我们提出一个新的单节点通信能力分配策略,使得当整个网络所有节点的通信能力之和固定时,网络通信效率比平均分配节点通信能力时更高。在这个模型中,度为k_i的单节点i的通信能力与k_i~β成正比,其中β是可控参数,并使用最短路径路由算法。模拟仿真结果显示存在最佳的β值,使得网络的通信能力达到最大值。最后对全文工作进行了总结,并指出了下一步可深入研究的方向。
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